馮慧奇，隋松梅

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司， 黑龍江哈爾濱 150040)

二次鋼球鏡板式靜平衡試驗工藝研究

馮慧奇，隋松梅

(哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司， 黑龍江哈爾濱 150040)

指出了大型轉(zhuǎn)動部件靜平衡工序的系統(tǒng)誤差過大，并用兩次試驗數(shù)據(jù)給出了驗證。提出了在靜平衡工具及被測工件上增加4個測量孔，指出了在靜平衡試驗工序中利用這4個測量孔來校正被試工件與靜平衡工具套筒的對中精度可以減小靜平衡試驗裝置的系統(tǒng)誤差，可提高轉(zhuǎn)輪靜平衡的試驗精度，可提高靜平衡裝置的通用性。

靜平衡；二次靜平衡試驗；殘余不平衡力矩

0 引言

靜平衡工藝研究的轉(zhuǎn)輪直徑5 152 mm，高度2 792 mm，質(zhì)量55 036 kg，靜平衡裝置質(zhì)量3 306 kg，轉(zhuǎn)輪允許殘余不平衡力矩不大于140 N·m。目的是通過采取工藝措施來保證靜平衡裝置滿足靜平衡試驗的技術(shù)要求。

1 轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置

圖1 轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置示意圖

轉(zhuǎn)輪平衡靜平衡裝置包括平衡底座、過渡法蘭、平衡套筒、絲杠、擋板、鋼球、鏡板等幾部分(見圖1)。其中過渡法蘭為新制工裝工具，其余部分為原有工裝工具。只特制了過渡法蘭，而采用原有工裝工具與其配用，大大節(jié)省了工裝成本。由于過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、平衡套筒為間隙配合，因此在進(jìn)行轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗時有必要驗證靜平衡的精度。

2 試驗過程

2.1 第一次靜平衡試驗

按照轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗工藝守則進(jìn)行試驗，在轉(zhuǎn)輪下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛0.8 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.090 cm。根據(jù)轉(zhuǎn)輪平衡的經(jīng)驗公式：H=(PR-μG)R/Gh計算，其中：G為被平衡物的總質(zhì)量(轉(zhuǎn)輪+平衡工具，不包括底座質(zhì)量)，kg；P為 配重物的質(zhì)量(在半徑R處)，kg;R為配重物所在半徑，cm；μ為動摩擦系數(shù)μ=0.001～0.002，一般取0.0015；H為在所加重物半徑R處產(chǎn)生的下降值，cm；h為平衡工具的球心到轉(zhuǎn)輪重心的距離，cm。

經(jīng)過計算，h=5.7 cm，符合經(jīng)驗公式中“G=50 000～100 000 kg時，h=5～8 cm”的取值范圍，可不再對h值調(diào)整。取h=5～8，經(jīng)過計算，在半徑2 576 mm處掛0.8 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值H為0.063～0.102 cm，靈敏度為合格。根據(jù)轉(zhuǎn)輪的殘余不平衡力矩140 N·m，在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛不超過5.4 kg的重物則轉(zhuǎn)輪平衡為合格。

通過對轉(zhuǎn)輪配重，在配重腔配重110 kg，在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛2.4 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.092 cm，靈敏度合格，2.4 kg<5.4 kg，殘余不平衡力矩合格。將配重位置和懸掛重物的位置做標(biāo)記。

2.2 第二次靜平衡試驗

轉(zhuǎn)輪放下后靜止不動，拆開過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪的把合螺栓。將過渡法蘭、平衡套筒、絲杠、擋板、鋼球把合在一起成為一個整體。用吊車起吊平衡套筒，旋轉(zhuǎn)180°，進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗。在配重腔配重160 kg，其中配重位置與第一次配重位置逆時針圓周方向偏差約1 500 mm。

經(jīng)過對靜平衡裝置圖紙分析，過渡法蘭與平衡套筒的間隙配合尺寸為φ725H7/f7(間隙為0.08～0.24 mm)，過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪的間隙配合尺寸為φ1110H8/f7(間隙為0.098～0.368 mm)。采用極限值計算，轉(zhuǎn)輪中心相對于靜平衡裝置中心的最大偏差Δ=0.24+0.368=0.608 mm。那么，就間隙值而言，轉(zhuǎn)輪的不平衡力矩為GΔ=58 342 kg×10 N/ kg×0.608 mm×0.001=354.7 N·m>140 N·m。

通過上述分析和計算，可見靜平衡裝置平衡系統(tǒng)的誤差較大，精度不能滿足靜平衡試驗要求。

2.3 過渡法蘭加工測量孔

轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置的過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒配合間隙較大。如果間隙調(diào)整不均勻，容易造成平衡工具與轉(zhuǎn)輪偏心，以致平衡系統(tǒng)誤差較大。為保證過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒同心，減小平衡裝置的系統(tǒng)誤差，在過渡法蘭上與轉(zhuǎn)輪和套筒止口節(jié)圓上，每隔90°鉆4個φ200測量孔。裝配時可有效地調(diào)整過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒之間的間隙，保證平衡工具與轉(zhuǎn)輪同心。

2.4 第三次靜平衡試驗

過渡法蘭與轉(zhuǎn)輪、套筒的間隙，通過測量孔的間隙測量，要求對點一致，誤差不超過0.02 mm，保證了過渡法蘭和轉(zhuǎn)輪的同心要求。轉(zhuǎn)輪的不平衡力矩為GΔ′=58 342 kg×10 N/kg×0.02 mm×0.001=11.67 N·m<140 N·m，可見靜平衡裝置的系統(tǒng)誤差不影響轉(zhuǎn)輪的殘余不平衡力矩。

通過對轉(zhuǎn)輪配重，在配重腔配重136 kg，在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛2.8 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.089cm，靈敏度合格，2.8 kg<5.4 kg，殘余不平衡力矩合格。保留配重物，取掉懸掛重物并標(biāo)記懸掛重物的位置。

2.5 第四次靜平衡試驗

在下環(huán)外圓半徑2 576 mm處掛3.2 kg的重物，在半徑2 517.5 mm的下環(huán)平面下降值為0.092 cm，靈敏度合格，3.2 kg<5.4 kg，殘余不平衡力矩合格。將懸掛重物的位置做標(biāo)記，與第三次靜平衡試驗懸掛重物標(biāo)記位置逆時針偏差約90 mm。

表1 靜平衡數(shù)據(jù)比較

通過表1的數(shù)據(jù)比較，兩次靜平衡試驗數(shù)據(jù)基本一致，靈敏度和殘余平衡力矩均合格，說明靜平衡等級滿足ISO 1940/1—1986(E)G6.3級的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3 結(jié)語

通過對轉(zhuǎn)輪靜平衡裝置的結(jié)構(gòu)分析，優(yōu)化了靜平衡裝置，消除了靜平衡裝置的系統(tǒng)誤差，擴(kuò)大了靜平衡裝置的通用性。經(jīng)過兩次靜平衡試驗得出的數(shù)據(jù)和結(jié)論，可以證明該種結(jié)構(gòu)的靜平衡裝置可滿足靜平衡試驗標(biāo)準(zhǔn)的要求。轉(zhuǎn)輪靜平衡試驗可不再旋轉(zhuǎn)角度做二次靜平衡試驗。此次靜平衡試驗工藝研究對液壓式球軸承、三支點靜平衡等靜平衡方式也有借鑒意義。